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轻规范玻色子Z'诱导的电弱规范玻色子Z的轻子味破坏衰变

赖洁婷  
【摘要】:由电弱理论和量子色动力学组成的粒子物理标准模型(SM)虽然可以很好地描述基本粒子及其相互作用,但它仍有许多不足之处,例如自由参数过多、平庸性和规范等级问题等。这些不足暗示着SM包含于某种更基本的理论之中。所以SM通常被认为是基本理论的一种有效实现。因此为了解决这些问题,人们提出很多超出标准模型(BSM)的新物理理论。在众多的新物理理论中,SM规范群只要扩展,它一般都会预言一种额外的电中性的规范玻色子Z'。例如:331模型、LR模型、Lμ-Lτ模型等,所以说它几乎是所有新物理的一个共同特征。ATLAS和CMS合作组对Z'进行了大量的实验探索,并给出了它的质量下限。Z'玻色子对于寻找新物理具有重要的意义,如果我们在未来对撞机实验中能够探测到Z'玻色子的存在,就为新物理的存在提供实验证据。基于一些反常的实验,例如:μ子的反常磁矩aμ,NuTeV异常,以及轻子味破坏Higgs衰变过程H→μτ的迹象,Z'玻色子引起了广泛的关注。本文中,我们考虑亲轻子的,仅与第二代和第三代轻子耦合的轻规范玻色子Z'。这类规范玻色子Z'很容易满足目前第一代轻子和所有夸克实验的限制。文献显示,如果它满足τ衰变和相应LHC数据的限制,则也能解释aμ反常。本文中,我们从Z的味守恒衰变Z →u过程得到Z'耦合的限制,然后计算了Z'对Z的味不守恒衰变Z → μτ的贡献。在满足相关限制的条件下,我们的计算结果表明轻规范玻色子Z'能使得LFV衰变Z → τμ的分支比增加,而未来的正负电子对撞机也许可以探测到这种增加效应。毫不疑问地,这类轻规范玻色子Z'也能够在单圈级通过LFC和LFV耦合Z'ττ(μμ)和Z'τμ引起LFV衰变H→τμ。然而,考虑对Z'耦合的限制,我们发现分支比BR(H→ τμ)小于10-9,与其他文献给出的结果相符。


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